孵化温度与胚蛋补充葡萄糖及维生素D3对肉鸡蛋壳温度、胚胎死亡率、孵化率、雏鸡质量及出壳后生产性能的影响

《Frontiers in Physiology》：Effects of incubation temperature and in ovo supplementation of glucose and vitamin D3 on eggshell temperature, embryonic mortality, hatchability, chick quality, and post-hatch performance in broiler chickens

　　

摘要 引言：孵化温度和胚胎营养素可用性是决定肉鸡成功胚胎发育和早期出壳后生产性能的关键因素。胚蛋（in ovo）饲喂已成为增强胚胎营养供给的有效策略。然而，发育中胚胎对营养素的利用效率可能取决于孵化条件。因此，本研究探讨了孵化温度与胚蛋补充葡萄糖或维生素D3（vitamin D3）对蛋壳温度、孵化率、雏鸡质量及肉鸡出壳后生长性能的交互效应。 方法：研究人员从58周龄Arbor Acres种母鸡获得共计1,200枚受精蛋（62 ± 1 g），在自动双系统孵化器（Senjie DZ 47-53）中以三种机器空气温度（36.5°C、37.0°C或37.5°C）进行孵化，相对湿度维持在60%。指定热处理从胚胎发育日（embryonic day, ED）1开始，持续至ED18。每个温度处理包含400枚蛋，设四个重复。在ED10照蛋后，各孵化温度处理组内的蛋被随机分配到三个胚蛋处理组之一：对照组（仅打孔但不注射）、葡萄糖注射组（5 mg/ml）或维生素D3注射组（25 mg/ml）。热处理于ED18完成后，所有蛋转移至出雏器完成胚胎发育和出雏。整个孵化期监测蛋壳温度，并评估胚胎死亡率、孵化率、雏鸡质量性状及出壳后生长性能。 结果：结果表明，孵化温度显著影响蛋壳温度，37.0°C记录到较高值，36.5°C记录到较低值（p < 0.05）。然而，胚蛋饲喂也影响蛋壳温度，葡萄糖处理蛋通常较低，而维生素D3处理蛋最高（p < 0.05）。孵化率随孵化温度升高而增加，在37.5°C达到最高值（81.92%）。在37.5°C孵化的葡萄糖注射蛋中观察到最高孵化率（89.86%）。此外，对照组胚胎死亡率显著较高，而葡萄糖组死亡率最低（p < 0.05）。与36.5°C和37.0°C处理相比，37.5°C孵化显著降低了胚胎死亡率（p < 0.05）。在37.5°C孵化的维生素D3处理蛋中，雏鸡出壳重最高（51.72 g）。孵化温度与胚蛋饲喂的交互作用显著改善了采食量，其中37.0°C孵化的葡萄糖注射蛋来源的雏鸡采食量最高，其次是相同温度下的维生素D3注射蛋。对于出壳后生长性状，源自37.0°C孵化蛋的肉鸡在42日龄时表现出最大的最终体重（1,283.52 g）和增重（1,234.80 g；p < 0.05）。 结论：综合来看，这些发现表明孵化温度显著影响蛋壳温度，而在37.5°C下胚蛋补充葡萄糖和维生素D3可提高孵化率，而37.0°C孵化则支持更优的出壳后生长性能。因此，孵化温度与胚胎营养补充的联合优化可能增强胚胎反应、孵化效率及肉鸡生产效益。

一、研究背景与目的

孵化条件是决定肉鸡胚胎发育、孵化率及后续生产性能的关键因素。其中，温度被认为是孵化过程中影响胚胎代谢和发育的最关键环境因素。即使轻微偏离最适孵化温度，也会改变胚胎生长速率、器官发育和出壳时雏鸡质量，进而影响出壳后表现。除孵化条件外，胚胎发育所需的营养素可用性也是影响胚胎发生和早期雏鸡活力的另一关键因素。近年来，胚蛋（in ovo）饲喂作为一种旨在增强发育中胚胎营养供给的营养策略受到广泛关注。该技术通过在孵化期间将营养素直接注入蛋内，以支持胚胎生长并改善出壳时雏鸡质量。已有研究表明，通过胚蛋饲喂进行的早期营养补充可影响基因表达、增强器官发育并改善家禽胚胎的早期生理功能。然而，孵化过程中的环境条件可能与胚胎营养产生交互作用。孵化温度调控胚胎代谢率和生理活动，可能会影响胚胎对所注射营养素的代谢利用效率。在众多被研究的胚蛋补充营养素中，葡萄糖和维生素D₃因其在胚胎发育中的重要生理作用而备受关注。葡萄糖作为易于利用的能量来源，支持发育中胚胎的高代谢需求；维生素D₃则在钙磷代谢、骨骼形成、免疫调节及整体胚胎发育中发挥基础性作用。尽管其生物学重要性已被公认，但关于这些营养素的有效性如何受孵化温度条件影响的资料仍然有限。基于此，本研究旨在评估葡萄糖或维生素D₃补充对蛋壳温度、胚胎存活率、孵化率、雏鸡质量及后续生长性能的影响是否因孵化温度而异。

二、主要技术方法

研究人员从58周龄Arbor Acres种母鸡获取1,200枚受精蛋（62±1 g），随机分配至三个孵化温度处理组：36.5°C、37.0°C和37.5°C，每组400枚蛋，设四个重复。孵化温度从胚胎发育日（ED）1维持至ED18。在ED10照蛋后，各温度组内的蛋再随机分为三个胚蛋处理亚组：对照组（仅打孔不注射）、葡萄糖注射组（5 mg/ml）和维生素D₃注射组（25 mg/ml），每枚蛋注射0.2 ml相应溶液至气室。采用红外热像仪测量蛋壳温度，记录外部啄壳和出雏时间，计算胚胎死亡率和孵化率，评估雏鸡体重、体长和胫长等质量参数，并在42日龄测定出壳后生长性能（体重、增重、采食量和饲料转化率）。数据采用3×3析因设计的双因素方差分析（ANOVA）进行统计处理。

三、主要研究结果

蛋壳温度（胚蛋饲喂前）：胚蛋饲喂前，孵化温度显著影响蛋壳温度。随着孵化温度从36.5°C升至37.0°C和37.5°C，蛋壳温度逐渐升高（p < 0.05）。

蛋壳温度（胚蛋饲喂后）：胚蛋饲喂后，蛋壳温度受处理显著影响。孵化温度与胚蛋饲喂之间存在显著交互作用。在36.5°C下，对照组蛋壳温度最低，维生素D₃注射组最高；在37.0°C下，维生素D₃注射组蛋壳温度最低，对照组最高；在37.5°C下，中期（ED11-17）葡萄糖注射组蛋壳温度最低，维生素D₃组最高，后期（ED18-20）对照组最低，葡萄糖组最高。

外部啄壳和出雏时间：孵化温度显著影响外部啄壳和出雏时间。孵化温度越低，外部啄壳所需时间越长。37.5°C孵化蛋啄壳时间最短（450-532 h），36.5°C最长（458-570 h）。胚蛋饲喂也影响啄壳时间，葡萄糖（451-560 h）或维生素D₃（456-569 h）注射蛋早于对照组（458-570 h）。37.5°C结合葡萄糖注射的蛋啄壳持续时间最短。出雏时间同样受孵化温度显著影响，36.5°C需时最长（529-570 h），37.5°C最早。葡萄糖注射蛋出雏早于维生素D₃注射蛋，对照组最晚。

胚胎死亡率和孵化率：孵化温度与胚蛋饲喂之间存在显著交互作用。孵化率随孵化温度升高而增加。37.5°C下葡萄糖注射蛋孵化率最高（89.86%），36.5°C下维生素D₃注射蛋最低（48.33%）。对照组胚胎死亡率显著高于葡萄糖和维生素D₃组，葡萄糖组死亡率最低。36.5°C组胚胎死亡率显著高于37.0°C和37.5°C组，37.5°C组死亡率最低。

雏鸡质量：孵化温度与胚蛋饲喂的交互作用显著影响雏鸡质量。在36.5°C下，对照组雏鸡体重最大，葡萄糖组最小；在37.0°C下，维生素D₃组体重最高，对照组最低；在37.5°C下，维生素D₃组雏鸡出壳重最高（51.72 g）。对照组雏鸡体长最长（18.76 cm），葡萄糖组最短（17.28 cm）。葡萄糖组胫长最长（1.84 cm），对照组最短（1.70 cm）。

出壳后生产性能：胚蛋饲喂显著影响采食量，葡萄糖处理组采食量高于对照组。孵化温度显著影响出壳后生产性能，源自37.0°C孵化蛋的肉鸡在42日龄时体重（1,283.52 g）和增重（1,234.80 g）最大，36.5°C处理组最低。孵化温度与胚蛋处理的交互作用对采食量影响显著，最高值出现在37.0°C×葡萄糖处理组（1,968.95 g）。孵化温度对整体出壳后生长的影响强于胚蛋处理。

四、讨论与结论

讨论部分指出，蛋壳温度是胚胎代谢活性和热平衡的关键指标。胚蛋饲喂后观察到的孵化温度与营养补充的显著交互作用表明，营养素可用性和孵化温度共同影响了胚胎代谢活性。葡萄糖补充结合37.5°C孵化倾向于降低若干孵化日的蛋壳温度。孵化后期蛋壳温度的逐渐降低可能反映了胚胎在接近出雏时转向啄壳和出雏过程，代谢产热减少。孵化率的结果显示，葡萄糖注射蛋在37.5°C下孵化率最高，这与葡萄糖作为即时能量来源、增强关键发育阶段胚胎能量可用性有关。然而，在最低孵化温度（36.5°C）下注射维生素D₃导致孵化率显著降低，这可能反映了胚胎发育生理需求与热环境之间的代谢不匹配，低温可能降低胚胎代谢率，损害维生素D₃的激活和随后的矿物质代谢。雏鸡质量方面，维生素D₃组胫长的相对一致增长与其在调节钙吸收和骨矿化中的作用有关，而葡萄糖组的波动模式可能指示软组织和骨骼发育之间营养分配的改变。出壳后生长表现表明，孵化温度对出壳后生长具有持久影响，而胚蛋补充的额外贡献可能是性状特异性的。37.0°C孵化促进了更优的出壳后体重和增重。

研究结论翻译如下：总之，本研究表明孵化温度和胚蛋补充相互作用，影响肉鸡选定的胚胎和出壳后反应。这种交互作用在蛋壳温度、孵化特性、孵化率和雏鸡质量方面尤为明显，而出壳后交互作用对采食量显著，但对体重、增重或饲料转化率不显著。在37.5°C下补充葡萄糖获得了最高的孵化率，而源自37.0°C孵化蛋的肉鸡表现出更优的出壳后体重和增重。这些发现表明，至少对于某些性状而言，胚蛋营养补充的生物学反应依赖于胚胎发育期间的热环境。重要的是，本研究中评估的较低孵化温度是用于研究温度依赖性反应的实验条件，不应被解释为替代常规商业孵化设置的建议。需要进一步开展涉及剂量反应设计、生理机制、商业规模应用和经济可行性的研究，以确定这些交互作用的实际意义。